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アスファルトフィニッシャの変遷（その 7）
建設の施工企画 ’10. 1 71 アスファルトフィニッシャの変遷（その 7） 機械部会 路盤・舗装機械技術委員会 舗装機械変遷分科会 第 7 章 スクリード締め固め装置の変遷 （仕上げ性能） スクリードによる締め固めはフローティングスク リードの持つレベリング作用の効果を高めると同時に ローラによる転圧時にできる変形を少なくすることを 目的としている。本章では，その種類と変遷および締 図 7 ─ 1 タンパ構造の一例 め固め性能との関連について述べる。 ており，現在でも同様である。しかし昭和 30 年代後 （1）タンパ式スクリード 半から，寒冷地ではトペカのような耐摩耗性合材が使 （a）初期のアスファルトフィニッシャとタンパ装置 われるようになり，これらの合材は前述のデフレクタ 昭和 30 年代前半は国内アスファルトフィニッシャの とタンパのみでは流動性が悪く満足のいく仕上げ面が 黎明期で，この頃は各社とも最大施工幅員 3.2 ∼ 3.6 m 得られなかった。そこで合材の流入をスムースにする が主流であり締め固め装置はタンパ式であった。国産 ためにタンパ前部に先端の尖ったストライクオフ式 1 号機の東京工機㈱の TK6，住友機械工業㈱の HA32， デフレクタが装備された。またタンパそのものの先端 ㈱新三菱重工業の AF1，㈱新潟鐵工所の NF35（写真 形状もこの合材にマッチするよう改良された。写真 7 7 ─ 1）等各社の初代アスファルトフィニッシャはす ─ 2 は昭和 39 年（1964 年）に発売された三菱重工業 べてタンパ装置を装備していた。当初はベルト駆動式 ㈱ AF4S のスクリードである。 タンパもあったがほどなく油圧式に統一された。 写真 7 ─ 2 三菱重工業㈱ AF4S 写真 7 ─ 1 ㈱新潟鐵工所 NF35 タンパ式スクリード （d）タンパ式の問題点 （b）タンパの基本構造と機能 タンパ式では，後述のバイブレータ式に比べ高密度 タンパは，スクリード前部に配置され，上下往復運 の締め固めが期待できるが，回転数，ストローク，突 動を行い，アスファルト合材を一定の高さにカットし き出し量の調整が適正でないとスクリードが異常振動 締め固めると同時にスクリードの下に押し込む働きを し，仕上げ面に亀裂やほうき目と呼ばれる縦すじが発 する。通常油圧駆動でストロークは 3 ∼ 5 mm，回転 生することがある。またタンパ前後の隙間からアス 数は 1,200 ∼ 1,300 rpm で調整可能である。通常タン ファルトモルタル（アスファルトと微細骨材の混合物） パは図 7 ─ 1 に示すように中央で左右に分割されてお が侵入するため，清掃，維持管理に手間がかかり，さ り左右逆位相で，スクリード全体の振動を抑えている。 らにタンパエッジの摩耗にも注意が必要であった。こ （c）タンパ式スクリードのデフレクタ 通常タンパの前には，タンパ部にスムースに合材を 導入するためにデフレクタ（写真 7 ─ 1）が装着され れらの点は，その後改良が加えられている。しかし， 国産機ではタンパのみを装備したスクリードは姿を消 している。 建設の施工企画 ’10. 1 72 （2）バイブレータ式スクリード BSF-2 には電気制御式のバイブレータが装備されてい 国産機では昭和 40 年代前半頃まではタンパ式のみ た。昭和 40 年（1965 年）より輸入され当時のベスト が生産されていたが，当時国内に輸入されたアスファ セラーとなったバーバーグリーン SA41 は，油圧バイ ルトフィニッシャの多くはすでにバイブレータ式で ブレータ式であった。その後，国産機においてもバイ あった。国内機においてもその後の工事の大型化，舗 ブレータは油圧式が主流となった。 装条件等の多様化に伴い最大施工幅員 4.0 m 以上のア ②国産機のバイブレータ スファルトフィニッシャが開発されるようになった 住友重機械㈱は，昭和 44 年（1969 年）に SAF400 が，これらにはタンパに代わりバイブレータが装備さ さらに昭和 45 年（1970 年）には HA45C を発売した れるようになった。バイブレータ式スクリード（図 7 が，これらのアスファルトフィニッシャには本体に搭 ─ 2）は，高い密度を得ることより全体を均一に締め 載された交流発電機を動力源とした電磁式バイブレー 固め，所要のきめと平坦性を得ることを主な目的とし タ（写真 7 ─ 4）が採用された。 ている。 バイブレータ バイブレータ制御箱 中継ボックス バイブレータ 図 7 ─ 2 バイブレータ式スクリード （a）バイブレータの基本構造と機能 写真 7 ─ 4 住友重機械㈱ 電磁式バイブレータ付スクリード ③バイブレータ構造の変化 バイブレータは偏心体を取り付けたシャフトを油圧 昭和 48 年（1973 年），三菱重工業㈱の MF45 や㈱ モータで回転させるものが多く，締め固め効果に寄与 新潟鐵工所の NF50 には油圧バイブレータが搭載され するのは，振動数と振幅である。振幅は偏心体の質量 た。このバイブレータは二軸式で前後方向の振動を相 と偏心量によって決まり，振動数は通常 30 ∼ 50 Hz 殺し垂直振動のみを発生させるタイプであった。二軸 で使用されることが多い。起振力の調整は，振動数の 式バイブレータは構造が複雑でコストが高い割には， 調整により可能である。当初は電磁式のものも開発さ 垂直運動という特長が舗装性能において評価されず， れたが現在ではほとんどが油圧駆動式である。写真 7 現在では姿を消し，バイブレータ式スクリードのほと ─ 3 にバイブレータの一例を示す。 んどが写真 7 ─ 3 のような油圧一軸式バイブレータ である。 ④油圧バイブレータが主流に 昭和 50 年代中頃には，伸縮式スクリードが登場す るが，構造のシンプルさ，メンテナンスの容易さから 当時はこのスクリードにも油圧バイブレータが採用さ れた。 （c）バイブレータ式スクリードのデフレクタ ①初期のデフレクタ バイブレータ式スクリードはタンパのようにそれ自 体で合材の流入を助ける機能が弱いためスクリードの 前部に，合材の流入をスムースにするためのストライ 写真 7 ─ 3 バイブレータの一例 （b）バイブレータ式の導入と変遷 ①輸入機のバイブレータ 昭和 38 年（1963 年）に輸入されたセダラピッド（米） クオフと呼ばれる飲み込み部分を持ったデフレクタが 装着され，初期の頃はエッジ型と呼ばれる先端の尖っ たものが一般的であった。ストライクオフ型デフレク タ（図 7 ─ 3）は合材の種類により高さ，角度を調整 できるようにした。 建設の施工企画 ’10. 1 73 なっている。一方，締め固め装置と密接な関係にある デフレクタの形状・方式については，これまでメーカ ごとに前述のごとく種々変遷してきたが，近年の熟練 作業者不足や作業時間短縮指向により，調整の容易な R 型デフレクタが主流となっている。 （d）特殊バイブレータ ①可変式バイブレータ 昭和 51 年（1976 年） ，㈱新潟鐵工所から発売され 図 7 ─ 3 ストライクオフ型デフレクタ た NF220 や NF130，また，昭和 57 年（1982 年） ，住 友重機械工業㈱から発売された HA45C3 等には可変 ②一体型のデフレクタ 式バイブレータ（写真 7 ─ 7）が搭載された。寒冷地 小型機においてはバイブレータが主流でありデフ においては冬期合材の硬化が早く，ローラでの転圧を レクタは通常調整の不要な固定式である。写真 7 ─ 5 補助するようアスファルトフィニッシャでの初期締め は昭和 52 年（1977 年）の三菱重工業㈱ MF30 のスク 固め密度をできるだけ高めるべく開発された。バイブ リードで，スクリードフレームの前部にストライクオ レータ軸に装備されたバランスウエイトの位置を変更 フ型デフレクタの形状を持たせている。 することにより起振力を強・中・弱の 3 種類に調整す ることができる。 バランスウェイト 写真 7 ─ 5 三菱重工業㈱ MF30 スクリード 範多機械㈱では，スクリードの形態によりデフレク 写真 7 ─ 7 住友重機械工業㈱ 可変式バイブレータ ②打撃式バイブレータ タのストライクオフ形状をストレート（エッジ）型と 昭和 54 年（1979 年）に大成道路㈱が導入したフェー R 型（写真 7 ─ 6）に使い分けている。一段伸縮スク ゲル（独）S-1502（写真 7 ─ 8）には，締め固め装置 リードにはエッジ型，比較的フローティングしにくい が装備された本格的な油圧伸縮型スクリード（475 型 二段伸縮スクリードには R 型のデフレクタを採用し エキステンシブルスクリード）が装着されていた。こ ている。 のスクリードには回転式バイブレータではなく，打撃 ピストン（油圧ハンマー）式バイブレータ（写真 7 ─ 9） が採用され，電気式のスクリード加熱ヒータと共に伸 縮式スクリード下部構造をシンプルなものにした。こ 写真 7 ─ 6 範多機械㈱ストレート（エッジ）型デフレクタ（左）と R 型デフレクタ（右） ③最近のデフレクタ 近年，中型機の締め固め装置は，各社とも幅広い ニーズに応じて選択できるようバイブレータタイプと タンパ・バイブレータタイプの両方を提供するように 写真 7 ─ 8 フェーゲル（独） S-1502 建設の施工企画 ’10. 1 74 バイブレータスクリードが上下のみ振動するのに対し て，このスクリードは上下に振動するのと同時にスク リード前方のみが別途上下動し，両者が合成された挙 動を示す。これにより，このスクリードは，振動しな がら踏み固めるような動作を行い，締め固め能力を向 上させようとするものである。 このスクリードは，輸入された実績はあるが，輸入 年代や台数は不明である。 写真 7 ─ 9 フェーゲル（独） 打撃ピストン式バイブレータ （3）タンパ・バイブレータ式スクリード（図 7 ─ 5） のスクリードの打撃力調整は，打撃サイクルは一定 1970 年代後半になると，道路交通量の増加に対応 （68 Hz）で油圧の圧力（40 ∼ 150 bar）を変化させる すべく強度・耐久性の高い舗装が必要となり，その結 ことにより行った。これが後のプレッシャーバー付き 果アスファルトフィニッシャにこれまでより高い締め タンパ・バイブレータ式スクリード（HPC スクリード） 固め能力が要求されるようになった。これを受けバイ の開発に繋がったと思われる。 ブレータとタンパを併用したタンパ・バイブレータ方 ③水平振動スクリード（写真 7 ─ 10） 式（以降 TV 式）が導入された。TV 式スクリードは 昭和 63 年（1988 年） ，範多機械㈱は，仕上げ性の 上層路盤材の施工にも対応できるようにとのニーズに 向上と同時に騒音・振動を和らげ環境に配慮した水平 も応えることができた。この時期には，タンパの清掃 振動スクリード（写真 7 ─ 10）を開発した。振動の 性も改善されると共に条件に合わせた調整も可能とな 方向が水平方向のため表面をなでるように締め固め引 り，一段と高い締め固め性能が安定的に得られるよう きずりがでにくくまた，振動音が低くさらにスクリー になった。 ドマンの足への疲労も軽減できるのが特長である。 バイブレータ タンパ 図 7 ─ 5 TV 式スクリード （a）TV 式の導入と変遷 ①輸入機が先鞭をつける 写真 7 ─ 10 範多機械㈱ 水平振動スクリード 昭和 47 年（1972 年）に TV 式のフェーゲル（独） S-2000 が輸入された。その後これを皮切りに他の海 ④タンピング・バイブレータスクリード この方式は，図 7 ─ 4 に示すように，1 つのバイブ レータスクリードから構成されるものである。通常の 外メーカの TV 式アスファルトフィニッシャも国内に 導入された。 ②国産機での開発 三菱重工業㈱では昭和 58 年（1983 年）に初めて TV 式スクリードを開発，MF45VSTV に搭載して市 場導入した。これに引き続き，当初バイブレータ式と して開発された MF60，MF90（写真 7 ─ 11）もそれ ぞれその後 TV 化された。 ③機能の進化 ㈱新潟鐵工所では昭和 60 年（1985 年），TV 式デュ アルマットスクリードを開発，NF220ATV-DM（写 図 7 ─ 4 タンピング・バイブレータスクリード 真 7 ─ 12）を発売した。このスクリードの特徴は， 建設の施工企画 ’10. 1 写真 7 ─ 11 三菱重工業㈱ MF90TV 75 写真 7 ─ 14 範多機械㈱ F40C-TV 局では，アスファルト舗装工事の締め固め工程におい て，ローラによる転圧を省略する目的でアスファルト フィニッシャによる高密度の締め固め装置の研究が行 われた。室内試験の結果に基づき締め固め装置を開発， 強力締め固め型アスファルトフィニッシャとして当時 の三菱重工業㈱に製作を依頼したものがダブルタンパ 仕様の DF-1 である。DF-1 のスクリードには図 7 ─ 6 のように前後二基のタンパと一基のバイブレータが装 備され，タンパはそれぞれ独立してストローク調整が 写真 7 ─ 12 ㈱新潟鐵工所 NF220ATV-DM 可能。種々の舗装テストの結果，タンパの締め固め効 果が高く，アスファルトフィニッシャのみで約 95％ タンパを完全に止めて，バイブレータ式としても使え の締め固め密度が得られることがわかった。ただし， ることであった。 エキステンション部の密度が低いこと，走行速度，敷 ④効果の促進 き均し厚，合材の種類に適切な振幅，振動数を見出す 住友建機㈱では昭和 61 年（1986 年），HA45C5TV ことができず，平坦性，騒音の問題についての課題が （写真 7 ─ 13）を発売した。この機種には，締め固め 残り，1 台製作しただけにとどまったが，後の日本に 効果をさらに高めるため前述の可変式バイブレータも おける締め固め装置の開発に貢献した。 装備された。 図 7 ─ 6 三菱重工業㈱ DF-1 高締め固めスクリード ② ABG（独）TAITAN ダブルタンパ型 TV 式スク 写真 7 ─ 13 住友建機㈱ HA45C5TV リード（図 7 ─ 7） 昭和 62 年（1987 年），国内では初めてダブルタンパ ⑤小型機での導入 型 TV 式スクリードを装備した ABG（独）TAITAN 範多機械㈱では平成 12 年（2000 年），小型機では 411 が鹿島道路㈱へ納入された。ダブルタンパ型 TV 国内初めての TV 仕様機 F40C-TV（写真 7 ─ 14）を 式スクリードは，一本の駆動偏心軸で前後 2 基のタン 開発した。 パを駆動する。アスファルト舗装のみならず厚い層の （b）特殊な TV 式スクリード ①三菱重工業㈱ DF-1 高締め固めスクリード 昭和 44 年（1969 年） ，当時の建設省関東地方建設 セメント処理ベースおよび転圧コンクリート（RCCP） の施工に適している。スクリードでの締め固め密度が 高く，したがってローラ作業による不陸の発生を最小 建設の施工企画 ’10. 1 76 ❷ ❸ ❶ タンパ ❷ バイブレータ ❸ プレッシャバー ❶ 図 7 ─ 7 ABG（独）TAITAN ダブルタンパ型 TV スクリード 図 7 ─ 8 フェーゲル（独） HPC スクリード 限度に抑えることが可能となり均一かつ高密度・高精 度な舗装を可能にした。通常の TV 式スクリードに比 べ 5 ∼ 7％高い密度が得られる。 ③フェーゲル（独） プレッシャバー付き TV 式スク リード 参考文献 建設の機械化（建設の施工企画） 建設機械 舗装 日本建設機械要覧 昭和 60 年（1985 年） ，国内で初めてフェーゲル製 プレッシャバー付き TV スクリード（HPC スクリー ド）を装備したフェーゲル（独）S1700 が大成道路㈱ へ納入された。プレッシャバーはスクリード後部に装 備され，油圧で毎分 3,000 ∼ 4,200 回の高速振動をす る装置で，国内には二本式（図 7 ─ 8）が多く入って いる。アスファルト舗装のみならず厚い層のセメント 処理ベースおよび RCCP の施工に適している。舗装 の厚さにかかわらず平坦性と高密度が達成でき，交通 量の多い道路でのひずみの防止や合材の短時間転圧等 に威力を発揮する。 写真提供 鹿島道路㈱ 大成ロテック㈱ 東亜道路工業㈱ 日本道路㈱ ㈱ NIPPO 前田道路㈱ ヴィルトゲンジャパン㈱ キャタピラージャパン㈱ 住友建機㈱ 範多機械㈱